2013《计算材料学》分子动力学部分实验手册
2013《计算材料学》分子动力学部分实验手册
第一部分：系统和软件介绍
1.Linux操作系统系统版本：
Linux是一种自由和开放源码的类Unix操作系统，存在着许多不同的Linux版本，但它们都使用了Linux内核。Linux可安装在各种计算机硬件设备中，比如手机、平板电脑、路由器、视频游戏控制台、台式计算机、大型机和超级计算机。Linux是一个领先的操作系统，世界上运算最快的10台超级计算机运行的都是Linux操作系统。
实验室系统CentOS release 5，CentOS 是一个基于Red Hat Linux 提供的可自由使用源代码的企业级 Linux发行版本。
2.分子动力学软件LAMMPS
LAMMPS-Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator, 大规模原子分子并行模拟器。美国Sandia国家实验室开发，开放源代码且可以免费获取使用，使用者可以根据自己需要自行修改源代码。LAMMPS可以支持包括气态，液态或者固态相形态下、各种系综下、百万级的原子分子体系，并提供支持多种势函数。且LAMMPS有良好的并行扩展性。
材料领域，LAMMPS已经是准标准化的分子动力学软件。
LAMMPS官网：https://www.360docs.net/doc/d99022363.html,/
使用LAMMPS:
(1)输入一般至少包括两个：
(a)input文件: LAMMPS命令集成在该文本中，可以包括MD相关的模型结构，弛豫条
件，加载方式，输出内容等绝大多数信息。具体每一行语句在官网上有详细的解释。
我们学习的一项主要内容是理解和改写input文件。
(b)势函数文件：将势函数的参数等信息独立出来，写成单独的一个文件，在input文
件内调入使用。
(2)运行软件：
保证当前目录下写好了input文件和势函数文件，终端上输入命令（串行）:
(3)输出一般有三个部分：（所有输出都与input文件与输出相关的指令相关）
(a)直接输出在屏幕上，一些程序运行的关键信息直接出现输出屏幕上，一般是整个体系
的信息。这些内容默认保存在https://www.360docs.net/doc/d99022363.html,mmps文件里，我们称为log文件。
(b)输出记录每个原子信息的文件，有多种形式，我们的到的x.cfg文件是可以被可可视
化软件Atomeye直接读取的。也可以用gedit直接打开，可以看到每一行记录一个原子的信息，比如坐标，速度，动能，势能等。
(c)其它按照input文件中的指令计算并输出的文件或者是对log文件中的内容处理提取
得到的文件。同样可以用gedit打开，我们可以对其进行后续的分析，计算，画图等处理。
3.可视化软件Atomeye
一款小巧，功能强大的可视化软件，官网：https://www.360docs.net/doc/d99022363.html,/Archive/Graphics/A/
4.绘图工具Gnuplot
一款命令行的交互式绘图工具，通过命令实现逐步设置，修改绘图环境，拟合函数等进
第二部分：LAMMPS使用简介
input文件语法介绍：
（LAMMPS版本更新非常快，这里只是对本课程所需的命令及其它部分常用命令的介绍，关注LAMMPS官网https://www.360docs.net/doc/d99022363.html,/，是学习LAMMPS最有效的方法！）
以下□表示空格,红色表示可更改的参数
2.几种常见的建模建立及其它处理：
（1）：构建晶体
（2）：构建晶体，改变晶向
（4）：读入和输出data构型文件
（5）：删除原子
8.输出的相关指令
第三部分：实验内容及要求
（一）第一次实验
(1)完整晶体的晶格常数和体模量
实验目的：对于一给定的势函数，构建晶体，用LAMMPS计算体系的晶格常数
和体弹模量
实验步骤：
a.将share中关于实验1的文件夹拷贝到本地，其中包含势函数文件和input
文件,学习linux系统的一些简单指令
b.打开并初步学习input文件的形式和内容，理解其中语句代表的含义
c.运行LAMMPS，得到输出，包括输出在终端中的体系能量和cfg文件，log
文件。
d.用Atomeye打开输出的cfg文件，观察单晶硅的构型，学习Atomeye的使用
方法
e.对log文件进行处理，得到晶格长度与体系能量的关系，并用gnuplot画图
软件作图，观测得出晶格常数
f.利用gnuplot软件对晶格长度与原子势能的关系曲线进行拟合，通过公式求
得单晶硅的体弹模量。
#报告中可另选自己熟悉的作图工具作图。
g.尝试修改input文件，比如：改变变量x的大小，提高晶格常数的精度；构
建不同的晶体结构，比如构建fcc硅，得到其最合适的晶格常数；选用其它
元素，如铜，铁等。
(2)晶体的点缺陷
实验目的：研究fcc晶体Cu的点缺陷，空位和间隙原子，计算空位形成能和间
隙原子形成能。
实验步骤：
a.拷贝实验2的相关内容到本地。
b.打开input文件，观察与实验1的input文件的相同点和不同点，学习删除
和增加原子的相关指令
c.运行LAMMPS，得到输出，包括输出在终端中的体系能量和cfg文件，log
文件。
d.用Atomeye打开输出的cfg文件，观察空位和间隙原子。
e.通过终端上输出的内容或者是log文件里的记录计算空位形成能和间隙原子
形成能。
f.尝试修改input文件，比如：在不同的位置删除的原子或者添加原子，观察
结果有没有不同；删除或添加多个原子；在不同结构中尝试。
实验报告的要求：
认真记录本次实验的要求和自己的实验过程。
同学们学习了解input文件中指令的含义，然后通过重复课堂上老师讲解的例子，学习如何使用相关软件。最后提出自己的问题，改写input文件，尝试解决问题。详细记录自己预期计算/验证/观察什么结果，如何改写input文件，最终是否解答了该问题。
（二）第二次实验
（1）分子动力学方法研究刃位错和螺位错
实验目的：熟练LINUX基本操作命令；观察实验中得到的位错。
理论背景：单位位错；刃型位错和螺型位错的异同；体心和面心立方晶体中的滑移面和滑移方向。
实验过程：
①观察刃型位错
a)将本次实验复制到当前目录下并进入实验文件夹。
cp□-r□share/md2□.
$cd□md2
$ ls
$cd□Dislocation/Edge
$ ls
b) 查看in.edge文件
$ gedit□in.edge
▲Dump文件中输出信息包括三部分：
xs、ys、zs ,为每个原子的坐标信息；
c_pe,势能；
c_stress[i], 分别为应力的六个分量δxx, δyy,δzz,δxy, δxz, δyz。
c)运行in.edge文件
$lmp□-i□in.edge
输出能量E。
d)查看结果，观察刃型位错的应力应变场。
$ls
$A.i686□XXX.cfg
Alt+g local von Mises shear strain invariant
Alt+i 分别对应势能和六个应力分量。
f)计算单位位错能。
$ lmp -i□in.perfect
输出E0。
γe = (E – E0) / L
②观察螺型位错
a)返回主目录并进入实验文件夹。
$cd□../Screw
$ ls
b) 查看in.screw文件
$ gedit□in.screw
c)运行in.edge文件
$lmp□-i□in.screw
输出能量E。
d)查看结果，观察螺型位错的应力应变场。
$ls
$A.i686□XXX.cfg
e)计算单位长度位错应变能。
$ lmp -i□in.perfect
输出能量E0。
γS = (E – E0) / L
（2）表面、界面能
实验目的：利用分子动力学方法计算Cu的(111) 和(100)面的表面能;计算晶界能。实验过程：
a)返回上级菜单并打开第二个实验的文件夹。
$cd□../../Surface_boundary
$ls
b)查看input文件，了解晶界构建过程。
$gedit□in.GB
c)运行run.sh文件
$ cat□run.sh
$ ./run.sh
d) 查看运行结果
$A.i686□a0.cfg
e)计算表面能
γS = (E – E0*N/N0) / (2*A)
f)计算晶界能
γGB = (E – E0*N/N0) / A –γS1–γS2
思考题：
（1）估算实验中刃型位错和螺型位错的理论值。
E e e=Gb2
4π(1?v)ln R
r0
E e s=Gb2
4πln R
r0
r0=1~4b, G=86Gpa, v=0.29
（2）结合实验，总结刃型位错与螺型位错的异同。
（三）第三次实验
（1）层错能
实验目的：区分fcc金属中的三种层错。计算层错能。比较铝和铜的区别理论背景：什么是层错，isf，esf，Twin结构上的区别。
实验过程：
①观察三种层错
a)将本次实验复制到当前目录下并进入实验文件夹。
cp□-r□share/md_3□.
$cd□md_3
$ ls
$cd□5_stackingfault
$ ls
b) 查看run.sh文件
$ gedit□run.sh
c)运行run.sh文件
./run.sh
d)观察生成的cfg文件。
$cd□cfg
$A.i686□XXX.cfg
f)计算层错能。
γe = (E – E0) / L
（2）熔化
实验目的：利用分子动力学方法模拟熔化过程。观察Cu原子在不同温度下的热运动。计算不同温度下铜的RDF和MSD。初步理解NPT系综，固液相变的相关知识。
实验基础：相变的基本概念，径向分布函数RDF,均方根位移MSD的基本意义
实验过程：
a)返回上级菜单并打开第二个实验的文件夹。
$cd□../../6_melting
$ls
b)查看input文件。
$gedit□in.melting
c)运行in.melting文件
$ lmp -i□in.melting
d) 查看运行结果
$ls
$A.i686□a0.cfg
e)计算RDF和MSD
$gedit□in.postprocess
$ lmp -i□in.postprocess
f)比较不同温度下的RDF和MSD
$gnuplot
$load□‘rdfcompare’
$load□‘msdcompare1’
$load□‘msdcompare2’
#报告中可另选自己熟悉的作图工具作图。
实验报告的要求：
认真记录实验的过程。得到实验结果，计算结果，图像等。
简单分析不同金属，不同结构的层错能大小差异。液相和固相的RDF和MSD的不同，为何MD得到的熔点高于实验室测出的熔点。
乙酸乙酯实验报告
乙酸乙酯皂化反应速率常数测定 实验日期： 提交报告日期： 带实验的老师 一、 引言 1. 实验目的 1．学习测定化学反应动力学参数的一种物理化学分析方法——电导法。 2．了解二级反应的特点，学习反应动力学参数的求解方法，加深理解反应动力学特征。 3．进一步认识电导测定的应用，熟练掌握电导率仪的使用方法。 2. 实验原理 反应速率与反应物浓度的二次方成正比的反应为二级反应，其速率方程式可以表示为 22dc - =k c dt （1） 将（1）积分可得动力学方程： c t 22c 0dc -=k dt c ?? （2） 20 11-=k t c c （3） 式中：0c 为反应物的初始浓度；c 为t 时刻反应物的浓度；2k 为二级反应的反应速率常数。将1/c 对t 作图应得到一条直线，直线的斜率即为2k 。 对于大多数反应，反应速率与温度的关系可以用阿累尼乌斯经验方程式来表示： a E ln k=lnA-RT （4） 式中：a E 为阿累尼乌斯活化能或反应活化能；A 为指前因子；k 为速率常数。 实验中若测得两个不同温度下的速率常数，就很容易得到 21T a 21T 12k E T -T ln =k R T T ?? ??? （5） 由（5）就可以求出活化能a E 。 乙酸乙酯皂化反应是一个典型的二级反应，
325325CH COOC H +NaOH CH COONa+C H OH → t=0时， 0c 0c 0 0 t=t 时， 0c -x 0c -x x x t=∞时， 0 0 0x c → 0x c → 设在时间t 内生成物的浓度为x ，则反应的动力学方程为 220dx =k (c -x)dt （6） 2001x k =t c (c -x) （7） 本实验使用电导法测量皂化反应进程中电导率随时间的变化。设0κ、t κ和κ∞分别代表时间为0、t 和∞（反应完毕）时溶液的电导率，则在稀溶液中有： 010=A c κ 20=A c κ∞ t 102=A (c -x)+A x κ 式中A 1和A 2是与温度、溶剂和电解质的性质有关的比例常数，由上面的三式可得 0t 00-x= -c -κκκκ∞ （8） 将（8）式代入（7）式得： 0t 20t -1k = t c -κκκκ∞ （9） 整理上式得到 t 20t 0=-k c (-)t+κκκκ∞ （10） 以t κ对t (-)t κκ∞作图可得一直线，直线的斜率为20-k c ，由此可以得到反应速率系数2k 。 溶液中的电导（对应于某一电导池）与电导率成正比，因此以电导代替电导率，（10）式也成立。本实验既可采用电导率仪，也可采用电导仪。 3实验操作 3.1 实验用品
(完整版)离散数学实验指导书及其答案
实验一命题逻辑公式化简 【实验目的】加深对五个基本联结词（否定、合取、析取、条件、双条件）的理解、掌握利用基本等价公式化简公式的方法。 【实验内容】用化简命题逻辑公式的方法设计一个表决开关电路。 实验用例：用化简命题逻辑公式的方法设计一个 5 人表决开关电路，要求 3 人以上（含 3 人）同意则表决通过（表决开关亮）。 【实验原理和方法】 （1）写出5人表决开关电路真值表，从真值表得出5 人表决开关电路的主合取公式（或主析取公式），将公式化简成尽可能含五个基本联结词最少的等价公式。 （2）上面公式中的每一个联结词是一个开关元件，将它们定义成 C 语言中的函数。 （3）输入5人表决值（0或1），调用上面定义的函数，将5人表决开关电路真值表的等价公式写成一个函数表达式。 （4）输出函数表达式的结果，如果是1，则表明表决通过，否则表决不通过。 参考代码： #include
测试技术实验指导书及实验报告2006级用汇总
矿压测试技术实验指导书 学号： 班级： 姓名： 安徽理工大学 能源与安全学院采矿工程实验室
实验一常用矿山压力仪器原理及使用方法 第一部分观测岩层移动的部分仪器 ☆深基点钻孔多点位移计 一、结构简介 深基点钻孔多点位移计是监测巷道在掘进和受采动影响的整个服务期间，围岩内部变形随时间变化情况的一种仪器。 深基点钻孔多点位移包括孔内固定装置、孔中连接钢丝绳、孔口测读装置组成。每套位移计内有5~6个测点。其结构及其安装如图1所示。 二、安装方法 1.在巷道两帮及顶板各钻出φ32的钻孔。 2.将带有连接钢丝绳的孔内固定装置，由远及近分别用安装圆管将其推至所要求的深度。(每个钻孔布置5~6个测点，分别为；6m、5m、4m、3m、2m、lm或12m、10m、8m、6m、4m、2m)。 3.将孔口测读装置，用水泥药圈或木条固定在孔口。 4。拉紧每个测点的钢丝绳，将孔口测读装置上的测尺推至l00mm左右的位置后，由螺丝将钢丝绳与测尺固定在一起。 三、测试方法 安装后先读出每个测点的初读数，以后每次读得的数值与初读数之差，即为测点的位移值。当读数将到零刻度时，松开螺丝，使测尺再回到l00mm左右的位置，重新读出初读数。 ☆顶板离层指示仪 一、结构简介： 顶板离层指示仪是监测顶板锚杆范围内及锚固范围外离层值大小的一种监测仪器，在顶板钻孔中布置两个测点，一个在围岩深部稳定处，一个在锚杆端部围岩中。离层值就是围岩中两测点之间以及锚杆端部围岩与巷道顶板表面间的相对位移值。顶板离层指示仪由孔内固定装置、测量钢丝绳及孔口显示装置组成如图1所示。
二、安装方法： 1.在巷道顶板钻出φ32的钻孔，孔深由要求而定。 2.将带有长钢丝绳的孔内固定装置用安装杆推到所要求的位置；抽出安装杆后再将带有短钢丝绳的孔内固定装置推到所要求的位置。 3.将孔口显示装置用木条固定在孔口(在显示装置与钻孔间要留有钢丝绳运动的间隙)。 4.将钢丝绳拉紧后，用螺丝将其分别与孔口显示装置中的圆管相连接，且使其显示读数超过零刻度线。 三、测读方法： 孔口测读装置上所显示的颜色，反映出顶板离层的范围及所处状态，显示数值表示顶板的离层量。☆DY—82型顶板动态仪 一、用途 DY-82型顶板动态仪是一种机械式高灵敏位移计。用于监测顶底板移近量、移近速度，进行采场“初次来压”和“周期来压”的预报，探测超前支撑压力高 峰位置，监测顶板活动及其它相对位移的测量。 二、技术特征 (1)灵敏度(mm) 0.01 (2)精度(％) 粗读±1,微读±2.5 (3)量程(mm) 0～200 (4)使用高度(mm) 1000～3000 三、原理、结构 其结构和安装见图。仪器的核心部件是齿条6、指针8 以及与指针相连的齿轮、微读数刻线盘9、齿条下端带有读 数横刻线的游标和粗读数刻度管11。 当动态仪安装在顶底板之间时，依靠压力弹簧7产生的 弹力而站立。安好后记下读数(初读数)并由手表读出时间。 粗读数由游标10的横刻线在刻度管11上的位置读出，每小 格2毫米，每大格(标有“1”、“22'’等)为10毫米，微读数 由指针8在刻线盘9的位置读出，每小格为0.01毫米(共200 小格，对应2毫米)。粗读数加微读数即为此时刻的读数。当 顶底板移近时，通过压杆3压缩压力弹簧7，推动齿条6下 移，带动齿轮，齿轮带动指针8顺时针方向旋转，顶底板每 移近0.01毫米，指针转过1小格；同时齿条下端游标随齿条 下移，读数增大。后次读数减去前次读数，即为这段时间内的顶底板移近量。除以经过的时间，即得
扬州大学操作系统实验报告书
扬州大学操作系统实验报告书
《操作系统原理》 实验报告书 班级：软件1102 学号： 姓名：
指导教师：徐向英 2012-2013 学年第二学期 实验名称：LINUX 用户界面 实验时间：2013 年 4 月9 日第 6 周星期二一、实验目的 1,熟悉Linux字符操作界面，熟练掌握常用Shell命令。2，熟悉Linux文本编辑方法，学会编辑软件VI的使用。 3，了解Linux编译器gcc的功能，掌握基于Linux 平台的C程序的开发 二、实验预习（预备知识的问题及回答） 1．为什么在Linux系统中，诸如光盘、U盘等要先挂载而后才能使用？如何获得U盘的设备名？装载点在文件系统中的位置是什么？ 由于文件系统的差异，Linux在默认情况下并不支持软盘，光盘，U盘，所以需要通过装在相应盘片才可以访问其中的数据
装载点是挂载文件系统的目录位置 2．从虚拟机界面退出进入Windows OS界面的操作是Ctrl+Alt ，从Windows OS界面进入虚拟机界面的方法是鼠标点击虚拟机界面。 3．权限的含义是什么？如何使用数字法设定文件的权限？ Linux系统中的每个文件和目录都有相应的访问许可权限，访问权限分为只读（r），可写(w)和可执行三种，有三种不同类型的用户可以对文件或者目录进行访问，分别是文件所有者（u），同组用户(g)和其它用户（o）。所有的文件和目录都被创建他们的人所拥有。只要你是这个文件的所有者或者你登陆为用户，你就拥有了改变所有者，群组和其他人权限的权利。 使用数字法改变权限： 命令格式chmod权限数值文件名 说明给指定文件赋予数值所规定的权限 在数字设定法中，每种权限设置均可以用数值来代表，其中0表示没有权限，1表示可执
基础工业工程实验指导书完整
实验1 流程程序分析 一、实验目的 1、学会用程序分析符号、记录并绘制某产品（或零件、服务）的流程程序图。 2、学会用“5W1H”分析（完成了什么？何处做？何时做？由谁做？如何做？为什么要这样做？）技术发掘问题，用“ECRS”原则来改进程序。 二、实验说明 1、流程程序分析是以产品或零件的加工全过程为对象，运用程序分析技巧对整个流程程序中的操作、搬运、贮存、检验、暂存五个方面加以记录和考查、分析。流程程序分析是对生产现场的宏观分析，但它比工艺流程更具体、内容更详细，用途更广泛。 2、运用“5W1H”提问技术，对“操作”、“搬运”、“贮存”、“检验”、“暂存”五个方面进行考查、逐项提问，从而达到考查、分析、发掘问题的目的。 3、在发掘问题的基础上，应用取消、合并、重排、简化四大原则来建立新的程序。 三、实验器材 电子天平、电子秒表、计算器、胶带台、胶带、胶水、记录板、A4纸、包装纸、物流箱等。 四、实验分组 5~6人一组，1人模拟顾客，1人模拟邮局业务员，1人使用记录板记录，1人使用电子秒表测时，其他人认真观察，做些辅助工作。 五、实验内容及步骤 本实验模拟邮局邮包发送流程，可参考下列流程进行： （1）顾客到达。（流程分析起点）； （2）询问业务； （3）等待顾客填单； （4）从顾客手中接邮包和填好的包裹单；
（5）包装邮寄物； （6）称重； （7）使用计算器计算邮资；（2元起价，含200克，200克以上按1分/克计算邮资） （8）向顾客收取邮资； （9）登帐（实为计算机操作，这里用手工记账代替）； （10）贴包裹单； （11）贴邮票； （12）将包裹放入邮件暂存箱； （13）把包裹单第二联交顾客； （14）顾客离开，服务结束。 实验时，先模拟1~2遍，然后负责记录的同学使用流程图符号记录“邮局业务员”的实际工作流程，绘制流程程序分析简图。同时记录时间和移动距离等参考数据。 六、实验报告要求 使用实习报告纸或课程设计纸书写。实验报告应包含以下内容： （1）实验目的；（2）实验器材；（3）实验分组；（4）实验内容与步骤； （5）5W1H分析过程；（6）ECRS改善过程；（7）规范的以为人主的流程程序图（含现行方法和改善方法）。（8）对分析改善进行总结。
混凝土结构实验指导书及实验报告(学生用)
土木工程学院 《混凝土结构设计基本原理》实验指导书 及实验报告 适用专业：土木工程周淼 编 班级：：学 号： 理工大学 2018 年9 月
实验一钢筋混凝土梁受弯性能试验 一、实验目的 1.了解适筋梁的受力过程和破坏特征； 2.验证钢筋混凝土受弯构件正截面强度理论和计算公式； 3.掌握钢筋混凝土受弯构件的实验方法及荷载、应变、挠度、裂缝宽度等数据的测试技术 和有关仪器的使用方法； 4.培养学生对钢筋混凝土基本构件的初步实验分析能力。 二、基本原理当梁中纵向受力钢筋的配筋率适中时，梁正截面受弯破坏过程表现为典型的三个阶段：第一阶段——弹性阶段（I阶段）：当荷载较小时，混凝土梁如同两种弹性材料组成的组合梁，梁截面的应力呈线性分布，卸载后几乎无残余变形。当梁受拉区混凝土的最大拉应力达到混凝土的抗拉强度，且最大的混凝土拉应变超过混凝土的极限受拉应变时，在纯弯段某一薄弱截面出现首条垂直裂缝。梁开裂标志着第一阶段的结束。此时，梁纯弯段截面承担的弯矩M cr称为开裂弯矩。第二阶段——带裂缝工作阶段（II阶段）：梁开裂后，裂缝处混凝土退出工作，钢筋应力急增，且通过粘结力向未开裂的混凝土传递拉应力，使得梁中继续出现拉裂缝。压区混凝土中压应力也由线性分布转化为非线性分布。当受拉钢筋屈服时标志着第二阶段的结束。此时梁纯弯段截面承担的弯矩M y称为屈服弯矩。第三阶段——破坏阶段（III阶段）：钢筋屈服后，在很小的荷载增量下，梁会产生很大的变形。裂缝的高度和宽度进一步发展，中和轴不断上移，压区混凝土应力分布曲线渐趋丰满。当受压区混凝土的最大压应变达到混凝土的极限压应变时，压区混凝土压碎，梁正截面受弯破坏。此时，梁承担的弯矩M u 称为极限弯矩。适筋梁的破坏始于纵筋屈服，终于混凝土压碎。整个过程要经历相当大的变形，破坏前有明显的预兆。这种破坏称为适筋破坏，属于延性破坏。 三、试验装置
操作系统实验四
青岛理工大学课程实验报告
算法描述及实验步骤 功能：共享存储区的附接。从逻辑上将一个共享存储区附接到进程的虚拟地址空间上。用于建立调用进程与由标识符shmid指定的共享内存对象之间的连接。 系统调用格式：virtaddr=shmat(shmid,addr,flag) 该函数使用头文件如下： #include
调 试 过 程 及 实 验 结 果 运行： 运行后： 总 结 （对实验结果进行分析，问题回答，实验心得体会及改进意见） 虽然对pipe()、msgget()、msgsnd()、msgrcv()、msgctl()、shmget()、shmat()、 shmdt()、shmctl()的功能和实现过程有所了解，但是运用还是不熟练，过去没 见过，所以运行了一个简单的程序。 利用管道机制、消息缓冲队列、共享存储区机制进行进程间的通信，加深了对 其了解。 （1）管道通信机制，同步的实现过程：当写进程把一定数量的数据写入pipe， 便去睡眠等待，直到读进程取走数据后，再把它唤醒。当读进程读一空pipe 时，也应睡眠等待，直到写进程将数据写入管道后，才将之唤醒，从而实现进 程的同步。 管道通信的特点：A管道是半双工的，数据只能向一个方向流动；需要双方通 信时，需要建立起两个管道；B. 只能用于父子进程或者兄弟进程之间（具有亲 缘关系的进程）；C.单独构成一种独立的文件系统：管道对于管道两端的进程而
电力电子实验指导书.
电力电子技术 实 验 指 导 书 北京化工大学信息科学与技术学院电工电子教学实习中心 二零零四年六月
目录 实验1 三相桥式全控整流电路的性能研究（设计性） (1) 实验2 直流斩波电路的性能研究（设计性） (5) 实验3 单相交流调压电路的性能研究（设计性） (7) 实验4 单相交直交变频电路的性能研究（设计性） (9)
实验1 三相桥式全控整流电路的性能研究（设计性） 1. 实验目的 熟悉三相桥式全控整流电路的接线，器件和保护情况。明确对触发脉冲的要求。观察在电阻负载、电阻电感负载和反电动势负载情况下电路的输出电压和电流的波形。 2. 实验内容 1）熟悉实验装置的电路结构和器件，检查连接主电路和触发电路的接插线，检查快速熔断器是否良好。电路见实验图1，其中实验图1a为主电路，图中所接负载为电感电阻负载，实验中也可以接电阻负载。实验图1b所示为触发电路，该触发电路由3片集成触发电路芯片KJ004和1片集成双脉冲发生器芯片KJ041组成。触发电路产生的触发信号用接插线与主电路各晶闸管相连接。 2) 熟悉采用KJ004和KJ041构成的触发电路。
6）接电阻电感负载时，在3L R ω>的情况下，调节p u 使0=co u 时0≈d U ，以后p u 固定不变，通过调节变阻器的阻值（有条件的也可改变电感值）改变负载阻抗角?，对于不同的?，观察不同的α时d u 、d i 、和T u 的波形，注意电流临界连续时，α和?的配合情况。记录触发角α分别为0?、30?、60?和90?时co u 与d U 的数值。 7）负载端接平波电抗器和直流他励电动机的电枢，合闸时必须注意使0=co u 、 90α≈?和0≈d U ，随后逐步调节co u ，观察d u 、d i 、L u 和电枢端D u 的波形，适量加载，并分别观察接上电抗器与短接电抗器时d i 的波形，注意电流断续时的现象。 3. 实验报告 1) 估算实验电路参数并选择测试仪表。 2) 分析触发器输出的双脉冲波形。 3) 分别绘制出电阻负载、电感电阻负载时α-L d U U 2/曲线。 4) 不同负载时，不同α与?时电流连续与断续的情况与分析。 5) 讨论与分析实验结果，特别注意对实验过程中出现的异常情况进行分析。
土工实验指导书及实验报告
土工实验指导书及实验报告编写毕守一 安徽水利水电职业技术学院 二OO九年五月
目录 实验一试样制备 实验二含水率试验 实验三密度试验 实验四液限和塑限试验 实验五颗粒分析试验 实验六固结试验 实验七直接剪切试验 实验八击实试验 土工试验复习题
实验一试样制备 一、概述 试样的制备是获得正确的试验成果的前提，为保证试验成果的可靠性以及试验数据的可比性，应具备一个统一的试样制备方法和程序。 试样的制备可分为原状土的试样制备和扰动土的试样制备。对于原状土的试样制备主要包括土样的开启、描述、切取等程序；而扰动土的制备程序则主要包括风干、碾散、过筛、分样和贮存等预备程序以及击实等制备程序，这些程序步骤的正确与否，都会直接影响到试验成果的可靠性，因此，试样的制备是土工试验工作的首要质量要素。 二、仪器设备 试样制备所需的主要仪器设备，包括： （1）孔径0.5mm、2mm和5mm的细筛； （2）孔径0.075mm的洗筛； （3）称量10kg、最小分度值5g的台秤； （4）称量5000g、最小分度值1g和称量200g、最小分度值0.01g的天平；
（5）不锈钢环刀（内径61.8mm、高20mm；内径79.8mm、高20mm或内径61.8mm、高40mm）； （6）击样器：包括活塞、导筒和环刀； （7）其他：切土刀、钢丝锯、碎土工具、烘箱、保湿器、喷水设备、凡士林等。 三、试样制备 （一）原状土试样的制备步骤 1、将土样筒按标明的上下方向放置，剥去蜡封和胶带，开启土样筒取土样。 2、检查土样结构，若土样已扰动，则不应作为制备力学性质试验的试样。 3、根据试验要求确定环刀尺寸，并在环刀内壁涂一薄层凡士林，然后刃口向下放在土样上，将环刀垂直下压，同时用切土刀沿环刀外侧切削土样，边压边削直至土样高出环刀，制样时不得扰动土样。 4、采用钢丝锯或切土刀平整环刀两端土样，然后擦净环刀外壁，称环刀和土的总质量。 5、切削试样时，应对土样的层次、气味、颜色、夹杂物、裂缝和均匀性进行描述。 6、从切削的余土中取代表性试样，供测定含水率以及颗粒分析、界限含水率等试验之用。
操作系统实验题目及实验报告要求
操作系统实验题目及实验 报告要求 Prepared on 21 November 2021
实验报告实验课程：操作系统实验 学生姓名：王桥 学号： 24 专业班级：计科123班 2014年 6月3 日 目录 一、实验一 (1) 二、实验二 (7) 三、实验三 (21) 四、实验四 (28) 五、实验五 (33)
南昌大学实验报告 ---（1）操作系统安装及其接口环境 学生姓名：王桥学号： 24 专业班级：计科123班 实验类型：■验证□综合□设计□创新实验日期：实验成绩： 一、实验目的 熟悉Windows1（执行程序） 2．模拟PV操作同步机构，且用PV操作解决生产者——消费者问题。 模拟PV操作同步机构，且用PV操作解决生产者——消费者问题。 [提示]： (1) PV操作同步机构，由P操作原语和V操作原语组成，它们的定义如下： P操作原语P(s)：将信号量s减去1，若结果小于0，则执行原语的进程被置成等待信号量s的状态。 V操作原语V(s)：将信号量s加1，若结果不大于0，则释放一个等待信号量s的进程。 这两条原语是如下的两个过程： procedure p (var s: semaphore); begin s:=s-1; if s<0 then W(s) end {p} procedure v (var s: semaphore); begin s: =s+1; if s<=0 then R(s) end {V} 其中W(s)表示将调用过程的进程置为等待信号量s的状态；R(s)表示释放一个等待信号量s的进程。 在系统初始化时应把semaphore定义为某个类型，为简单起见，在模拟实验中可把上述的semaphore直接改成integer。 （2）生产者——消费者问题。 假定有一个生产者和消费者，生产者每次生产一件产品，并把生产的产品存入共享缓冲器以供消费者取走使用。消费者每次从缓冲器内取出一件产品去消费。禁止生产者将产品放入已满的缓冲器内，禁止消费者从空缓冲器内取产品。假定缓冲器内可同时存放10件产品。那么，用PV操作来实现生产者和消费者之间的同步，生产者和消费者两个进程的程序如下： B:array [0..9] of products; s 1,s 2 : semaphore; IN, out; integer; IN:=0;out:=0;
实验指导书-全概论
《材料制备与表征实验》 （Experimental of Materials Preparation and Characterization Techniques） 指 导 书 中国矿业大学材料学院 2009 1 18
实验一溶胶凝胶法制备陶瓷粉体与性能表征 一、溶胶－凝胶法的基本原理 1846年法国化学家J.J.Ebelmen用SiCl4与乙醇混合后，发现在湿空气中发生水解并形成了凝胶。20世纪30年代W.Geffcken证实用金属醇盐的水解和凝胶化可以制备氧化物薄膜。1971年德国H.Dislich报道了通过金属醇盐水解制备了SiO2-B2O-Al2O3-Na2O-K2O多组分玻璃。1975年B.E.Yoldas和M.Yamane制得整块陶瓷材料及多孔透明氧化铝薄膜。80年代以来，在玻璃、氧化物涂层、功能陶瓷粉料以及传统方法难以制得的复合氧化物材料得到成功应用。 溶胶－凝胶法是用含高化学活性组分的化合物作前驱体，在液相下将这些原料均匀混合，并进行水解、缩合化学反应，在溶液中形成稳定的透明溶胶体系，溶胶经陈化胶粒间缓慢聚合，形成三维空间网络结构的凝胶，凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂，形成凝胶。凝胶经过干燥、烧结固化制备出分子乃至纳米亚结构的材料。 胶体（colloid）是一种分散相粒径很小的分散体系，分散相粒子的重力可以忽略，粒子之间的相互作用主要是短程作用力。 溶胶（Sol）是具有液体特征的胶体体系，分散的粒子是固体或者大分子，分散的粒子大小在1～1000nm之间。 凝胶（Gel）是具有固体特征的胶体体系，被分散的物质形成连续的网状骨架，骨架空隙中充有液体或气体，凝胶中分散相的含量很低，一般在1％～3％之间。 溶胶－凝胶法的化学过程首先是将原料分散在溶剂中，然后经过水解反应生成活性单体，活性单体进行聚合，开始成为溶胶，进而生成具有一定空间结构的凝胶，经过干燥和热处理制备出纳米粒子和所需要材料。其最基本的反应是： (l）水解反应：M(OR)n ＋H2O → M (OH) x (OR) n－x ＋xROH (2) 聚合反应：－M－OH ＋HO－M－→ －M－O－M－＋H2O －M－OR ＋HO－M－→ －M－O－M－＋ROH 溶胶－凝胶法与其它方法相比具有许多独特的优点：（1）由于溶胶－凝胶法中所用的原料首先被分散到溶剂中而形成低粘度的溶液，因此，就可以在很短的时间内获得分子水平的均匀性，在形成凝胶时，反应物之间很可能是在分子水平上被均匀地混合。（2）由于经过溶液反应步骤，那么就很容易均匀定量地掺入一些微量元素，实现分子水平上的均匀掺杂。（3）与固相反应相比，化学反应将容易进行，而且仅需要较低的合成温度，一般认为溶胶一凝胶体系中组分的扩散在纳米范围内，而固相反应时组分扩散是在微米范围内，因此反应容易进行，温度较低。（4）选择合适的条件可以制备各种新型材料。 溶胶一凝胶法金属化合物经溶液、溶胶、凝胶而固化，再经低温热处理而生成纳米粒子。其特点反应物种多，产物颗粒均一，过程易控制，适于氧化物和Ⅱ～Ⅵ族化合物的制备。溶胶一凝胶法作为低温或温和条件下合成无机化合物或无机材料的重要方法，在软化学合成中占有重要地位。在制备玻璃、陶瓷、薄膜、纤维、复合材料等方面获得重要应用，更广泛用于制备纳米粒子。 二、实验目的与要求 1．了解溶胶一凝胶法的基本原理。 2．通过实验掌握溶胶凝胶的实验方法。 3．了解并掌握分体颗粒的基本表征方法。 三、实验过程与细节 1. 实验药品及配制 实验所用原料见表1。用去离子水配制0.5M的(NH4)2 HPO4溶液1000ml。无水乙醇配制0.5 M的Ca(NO3)2溶液1000 ml。Ca含量采用EDTA络合滴定分析，含量用磷钼酸喹啉重量法测定。分别用1+1的
CAD上机实验指导书及实验报告
北京邮电大学世纪学院 实验、实习、课程设计报告撰写格式与要求 （试行） 一、实验报告格式要求 1、有实验教学手册，按手册要求填写，若无则采用统一实验报告封面。 2、报告一律用钢笔书写或打印，打印要求用A4纸；页边距要求如下：页边距上下各为2.5厘米，左右边距各为2.5厘米；行间距取固定值（设置值为20磅）；字符间距为默认值（缩放100%，间距：标准）。 3、统一采用国家标准所规定的单位与符号，要求文字书写工整，不得潦草；作图规范，不得随手勾画。 4、实验报告中的实验原始记录，须经实验指导教师签字或登记。 二、实习报告、课程设计报告格式要求 1、采用统一的封面。 2、根据教学大纲的要求手写或打印，手写一律用钢笔书写，统一采用国家标准所规定的单位与符号，要求文字书写工整，不得潦草；作图规范，不得随手勾画。打印要求用A4纸；页边距要求如下：页边距上下各为2.5厘米，左右边距各为2.5厘米；行间距取固定值（设置值为20磅）；字符间距为默认值（缩放100%，间距：标准）。 三、报告内容要求 1、实验报告内容包括：实验目的、实验原理、实验仪器设备、实验操作过程、原始数据、实验结果分析、实验心得等方面内容。 2、实习报告内容包括：实习题目、实习任务与要求、实习具体实施情况（附上图表、原始数据等）、实习个人总结等内容。 3、课程设计报告或说明书内容包括：课程设计任务与要求、总体方案、方案设计与分析、所需仪器设备与元器件、设计实现与调试、收获体会、参考资料等方面内容。 北京邮电大学世纪学院 教务处 2009-8
实验报告 课程名称计算机绘图（CAD） 实验项目AutoCAD二维绘图实验 专业班级 姓名学号 指导教师实验成绩 2016年11月日
显微镜与望远镜实验指导书_全
一、实验目的 1.通过实验掌握显微镜、望远镜的基本原理； 2.通过实际测量，了解显微镜、望远镜的主要光学参数； 3.根据指示书提供的参考材料自己选择2套方案，测出水准仪的放大率并比较与实验结果是否相符。 二、实验器材 1．显微镜实验：测量显微镜、分辨率板、分辨率板放大图、透明刻线板、台灯，高倍（40×、45×）、中倍（8×或10×）、低倍（2.5×、3×或4×）显微物镜各一个，目镜若干（4×、5×、10×、15×等）。 2．望远镜实验：25×水准仪、平行光管、1×长工作距测量显微镜、视场仪、白炽灯、钢板尺、升降台、光学导轨、玻罗板、分辨率板。 三、实验原理 （1）显微镜原理： 显微镜是用来观察近处微小物体细节的重要目视光学仪器。它对被观察物进行了两次放大：第一次是通过物镜将被观察物成像放大于目镜的分划板上，在很靠近物镜焦点的位置上成倒立放大实像；第二次是经过目镜将第一次所成实像再次放大为虚像供眼睛观察，目镜的作用相当于一个放大镜。 由于经过物镜和目镜的两次放大，显微镜总的放大率Γ应是物镜放大率β和目镜放大率Γ1的乘积。 Γ＝β×Γ 1 绝大多数的显微镜，其物镜和目镜各有数个，组成一套，以便通过调换获得各种放大率。显微镜取下物镜和目镜后，所剩下的镜筒长度，即物镜支承面到目镜支承面之间的距离称为机械筒长。我国标准规定机械筒长为160毫米。 显微镜的视场以在物平面上所能看到的圆直径来表示，其视场受安置在物镜像平面上的专设视场光阑所限制。 显微镜的分辨率即它所能分辨的两点间最小距离： nSinU λδ61.0= 式中：λ为观测时所用光线的波长；nSinU 为物镜数值孔径（NA ）。 从上式可见，在一定的波长下，显微镜的分辨率由物镜的数值孔径所决定，光学显微镜的分辨率，基本上与所使用光的波长是一个数量级。为了充分利用物镜的放大率，使被物镜分辨出来的细节，能同时被眼睛所看清，显微镜应有恰当的放大率。综合考虑显微物镜和人眼自身的分辨率，可得出显微镜适当的放大率范围是： 500NA<Γ<1000NA 这个范围的放大率称为有效放大率。如使用比有效放大率更小的放大率，则不能看清物镜已经分辨出的某些细节；如取用高倍目镜得到比有效放大率上限更
《流体力学》课程实验(上机)指导书及实验报告格式
《流体力学》课程实验指导书袁守利编 汽车工程学院 2005年9月
前言 1.实验总体目标、任务与要求 1)学生在学习了《流体力学》基本理论的基础上，通过伯努利方程实验、动量方程实 验，实现对基本理论的验证。 2）通过实验，使学生对水柱（水银柱）、U型压差计、毕托管、孔板流量计、文丘里流量计等流体力学常用的测压、测流量装置的结构、原理和使用有基本认识。 2.适用专业 热能与动力工程 3.先修课程 《流体力学》相关章节。 4.实验项目与学时分配 5. 实验改革与特色 根据实验内容和现有实验条件，在实验过程中，采取学生自己动手和教师演示相结合的方法，力求达到较好的实验效果。
实验一伯努利方程实验 1．观察流体流经实验管段时的能量转化关系，了解特定截面上的总水头、测压管水头、压强水头、速度水头和位置水头间的关系，从而加深对伯努利方程的理解和认识。 2．掌握各种水头的测试方法和压强的测试方法。 3．掌握流量、流速的测量方法，了解毕托管测速的原理。 二、实验条件 伯努利方程实验仪 三、实验原理 1．实验装置： 图一伯努利方程实验台 1.水箱及潜水泵 2.上水管 3.电源 4.溢流管 5.整流栅 6.溢流板 7.定压水箱 8.实验 细管9. 实验粗管10.测压管11.调节阀12.接水箱13.量杯14回水管15.实验桌 2.工作原理 定压水箱7靠溢流来维持其恒定的水位，在水箱下部装接水平放置的实验细管8，水经实验细管以恒定流流出，并通过调节阀11调节其出水流量。通过布置在实验管四个截面上的四组测压孔及测压管，可以测量到相应截面上的各种水头的大小，从而可以分析管路中恒定流动的各种能量形式、大小及相互转化关系。各个测量截面上的一组测压管都相当于一组毕托管，所以也可以用来测管中某点的流速。 电测流量装置由回水箱、计量水箱和电测流量装置（由浮子、光栅计量尺和光电子
操作系统课程实习2013
本次课程实习的要求： 1．总学时为36学时，要求每位同学确保在此时间内完成实验。 2．实习结束时，由老师上机验收，并上交实习报告。验收成绩占75%，实习报告成绩占25%。 3．实习报告内容（电子文档）： （1）实习题目。 （2）实习内容及设计思想：设计思路、主要数据结构、主要代码结构及代码段分析。 （3）上机实验所用平台及相关软件。 （4）调试过程：测试数据设计、测试结果分析。 （5）总结：实习中遇到的问题及解决方法、实习中产生的错误及原因分析、实习体会及收获。 本实验提示代码均采用Linux环境。 实习一进程创建 一、实习内容 利用fork()系统调用创建进程。 二、实习目的 了解进程的创建过程，进一步理解进程的概念，明确进程和程序的区别。 三、实习题目 编制一段程序，使用系统调用fork( )创建两个子进程，这样在此程序运行时，在系统中就有一个父进程和两个子进程在活动。每一个进程在屏幕上显示一个字符，其中父进程显示字符A，子进程分别显示字符B和字符C。试观察、记录并分析屏幕上进程调度的情况。 [提示]： （1）可用fork()系统调用来创建一个新进程。 系统调用格式：pid=fork() fork()返回值意义如下： =0：在子进程中，表示当前进程是子进程。 >0：在父进程中，返回值为子进程的id值（唯一标识号）。 -1：创建失败。 如果fork()调用成功，它向父进程返回子进程的pid，并向子进程返回0，即fork()被调用了一次，但返回了两次。此时OS在内存中建立一个新进程，所建的新进程是调用fork()父进程的副本，称为子进程。子进程继承了父进程的许多特性，并具有与父进程完全相同的用户级上下文。父进程与子进程并发执行。 （2）编译和执行的方法： gcc 源文件名-o 执行文件名 最后，在shell提示符下输入：./执行文件名 就可执行该文件。 （3）使用fork()系统调的实例。 #include
分子动力学实验报告
分子动力学实验报告 实验名称平衡晶格常数和体弹模量 实验目的 1、学习Linux系统的指令 2、学习lammps脚本的形式和内容 实验原理 原子、离子或分子在三维空间做规则的排列，相同的部分具有直线周期平移的特点。为了描述晶体结构的周期性，人们提出了空间点阵的概念。为了说明点阵排列的规律和特点，可以在点阵中去除一个具有代表性的基本单元作为点阵的组成单元，称为晶胞。晶胞的大小一般是由晶格常数衡量的，它是表征晶体结构的一个重要基本参数。 在本次模拟实验中，给定Si集中典型立方晶体结构：fcc，bcc，sc，dc。根据 可判定dc结构是否能量最低，即是否最稳定 材料在弹性变形阶段，其应力和应变成正比例关系（即符合胡克定律），其比例系数称为弹性模量。弹性模量是描述物质弹性的一个物理量，是一个总称，包括杨氏模量、剪切模量、体积模量等。在弹性变形范围内,物体的体应力与相应体应变之比的绝对值称为体弹模量。表达式为 B=? dP dV V 式中，P为体应力或物体受到的各向均匀的压强，dV V为体积的相对变化。对于立方晶胞，总能量可以表示为ε=ME，E为单个原子的结合能，M 为单位晶胞内的原子数。晶胞体积可以表示为V=a3，那么压强P为 P=?dε dV =? M 3a2 dE da 故体积模量可以表示为 根据实验第一部分算出的平衡晶格常数，以及能量与晶格间距的函数关系，可以求得对应晶格类型的体积模量。并与现有数据进行对比。 实验过程 （1）平衡晶格常数
将share文件夹中关于第一次实验的文件夹拷贝到本地，其中包含势函数文件和input文件。 $ cp□-r□share/md_1□. $ cd□md_1 $ cd□1_lattice 通过LAMMPS执行in.diamond文件，得到输出文件，包括体系能量和cfg文件，log文件。 $ lmp□-i□in.diamond 用gnuplot画图软件利用输出数据作图，得到晶格长度与体系能量的关系，能量最低处对应的晶格长度即是晶格常数。 Si为diamond晶格结构时晶格长度与体系能量关系图如图， 由图可得能量最小处对应取a0=5.43095。 Si为fcc晶格结构时晶格长度与体系能量关系图如图， a0=4.15。 改写后的sc、bcc脚本文件分别如图所示
电力电子实验指导书完全版
电力电子技术实验指导 书 目录 实验单相半波可控整流电路实 验 实验三相桥式全控整流电路实 验 实验三单相交流调压电路实 验 实验四三相交流调压电路实 验
实验装置及控制组件介绍11
实验一单相半波可控整流电路实验 一、 实验目的 1. 熟悉单结晶体管触发电路的工作原理及各元件的作用； 2. 对单相半波可控整流电路在电阻负载及电阻电感负载时的工作做全面分析； 3. 了解续流二极管的作用； 二、 实验线路及原理 熟悉单结晶体管触发电路的工作原理及线路图，了解各点波形形状。将单结晶体管触发 电路的 输出端“ G'和“K'端接至晶闸管的门极和阴极，即构成如图1-1所示的实验线路。 图1-1单结晶体管触发的单相半波可控整流电路 三、 实验内容 1. 单结晶体管触发电路的调试； 2. 单结晶体管触发电路各点电压波形的观察； 3. 单相半波整流电路带电阻性负载时 Ud/U 2=f (a)特性的测定； 4. 单相半波整流电路带电阻电感性负载时续流二极管作用的观察； 四、 实验设备 1. 电力电子实验台 2. RTDL09实验箱 3. RTDL08实验箱 4. RTDL11实验箱 5. RTDJ37实验箱 6. 示波器； 7. 万用表； 五、 预习要求 1. 了解单结晶体管触发电路的工作原理，熟悉 RTDL09实验箱； 2. 复习单相半波可控整流电路的有关内容，掌握在接纯阻性负载和阻感性负载时, 电路各 部分的电压和电流波形； 立VD 币L 11
3.掌握单相半波可控整流电路接不同负载时 Ud Id的计算方法。 六、思考题 1.单相桥式半波可控整流电路接阻感性负载时会出现什么现象？如何解决？ 七、实验方法 1.单相半波可控整流电路接纯阻性负载 调试触发电路正常后，合上电源，用示波器观察负载电压Ud晶闸管VT两端电压波形U VT，调节电位器RP1,观察a =30°、60°、90°、120°、150°、180° 时的Ud U VT 波形，并测定直流输出电压Ud和电源电压U,记录于下表1-1中。 表1-1 2.单结晶体管触发电路的调试 RTDL09的电源由电源电压提供（下同），打开实验箱电源开关，按图1-1电路图接线，负载为RTDJ37实验箱，选择最大的电阻值，调节移相可变电位器RP1,用示波器观察单结晶体管触发电路的输出电压波形（即用于单相半波可控整流的触发脉冲）。 4.单相半波可控整流电路接电阻电感性负载 将负载改接成阻感性负载（由滑动变阻器Rd与平波电抗器串联而成，RTDL08实验箱提供电感）。不接续流二极管VD,在不同阻抗角（改变Rd的电阻值）情况下，观察并记录 a =30°、60°、90 0、120°时的Ud及U VT的波形。 接入续流二极管VD,重复上述实验，观察续流二极管的作用记录于下表计算 1-2 中。 公式：Ud=[0.45*U2*（1+cosa） ]/2 表1-2
电磁场实验指导书及实验报告
CENTRAL SOUTH UNIVERSITY 题目利用Matlab模拟点电荷电场的分布姓名xxxx 学号xxxxxxxxxx 班级电气xxxx班 任课老师xxxx 实验日期2010-10
电磁场理论 实验一 ——利用Matlab 模拟点电荷电场的分布 一．实验目的： 1．熟悉单个点电荷及一对点电荷的电场分布情况； 2．学会使用Matlab 进行数值计算，并绘出相应的图形； 二．实验原理： 根据库伦定律：在真空中，两个静止点电荷之间的作用力与这两个电荷的电量乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比，作用力的方向在两个电荷的连线上，两电荷同号为斥力，异号为吸力，它们之间的力F 满足： R R Q Q k F ? 212 = (式1) 由电场强度E 的定义可知： R R kQ E ? 2 = (式2) 对于点电荷，根据场论基础中的定义，有势场E 的势函数为 R kQ U = (式3) 而 U E -?= (式4) 在Matlab 中，由以上公式算出各点的电势U ，电场强度E 后，可以用Matlab 自带的库函数绘出相应电荷的电场分布情况。 三．实验内容： 1. 单个点电荷 点电荷的平面电力线和等势线 真空中点电荷的场强大小是E=kq /r^2 ,其中k 为静电力恒量, q 为电量, r 为点电荷到场点P(x,y)的距离。电场呈球对称分布, 取电量q> 0, 电力线是以电荷为起点的射线簇。以无穷远处为零势点, 点电荷的电势为U=kq /r,当U 取
常数时, 此式就是等势面方程.等势面是以电荷为中心以r 为半径的球面。 平面电力线的画法 在平面上, 电力线是等角分布的射线簇, 用MATLAB 画射线簇很简单。取射线的半径为( 都取国际制单位) r0=, 不同的角度用向量表示( 单位为弧度) th=linspace(0,2*pi,13)。射线簇的终点的直角坐标为: [x,y]=pol2cart(th,r0)。插入x 的起始坐标x=[x; *x].同样插入y 的起始坐标, y=[y; *y], x 和y 都是二维数组, 每一列是一条射线的起始和终止坐标。用二维画线命令plot(x,y)就画出所有电力线。 平面等势线的画法 在过电荷的截面上, 等势线就是以电荷为中心的圆簇, 用MATLAB 画等势 线更加简单。静电力常量为k=9e9, 电量可取为q=1e- 9; 最大的等势线的半径应该比射线的半径小一点 r0=。其电势为u0=k8q /r0。如果从外到里取7 条等势线, 最里面的等势线的电势是最外面的3 倍, 那么各条线的电势用向量表示为: u=linspace(1,3,7)*u0。从- r0 到r0 取偶数个点, 例如100 个点, 使最中心点的坐标绕过0, 各点的坐标可用向量表示: x=linspace(- r0,r0,100), 在直角坐标系中可形成网格坐标: [X,Y]=meshgrid(x)。各点到原点的距离为: r=sqrt(X.^2+Y.^2), 在乘方时, 乘方号前面要加点, 表示对变量中的元素进行乘方计算。各点的电势为U=k8q. /r, 在进行除法运算时, 除号前面也要加点, 同样表示对变量中的元素进行除法运算。用等高线命令即可画出等势线 contour(X,Y,U,u), 在画等势线后一般会把电力线擦除, 在画等势线之前插入如下命令hold on 就行了。平面电力线和等势线如图1, 其中插入了标题等等。越靠近点电荷的中心, 电势越高, 电场强度越大, 电力线和等势线也越密。